这一切都归结为数据线的阻抗。基本上，这些线路具有低电阻，但这与我们在这方面所称的阻抗非常不同。

基本上在 SATA 和 USB3.0 中使用的高频（实际上实际上超过 100+MHz 左右）下，沿电缆传输的电信号开始表现得更像是由电缆（传输线）引导的电磁波. 寄生电容和电感共同作用，形成信号阻抗。由于波的性质，不连续性往往会引起反射 - 例如，如果您以一定角度向玻璃板发射激光，您可以看到激光束已在密度变化的点（例如从空气到玻璃）被反射）。简而言之，这基本上就是高频信号所发生的情况（如果您考虑一下，来自 USB3.0 的 2.5GHz 信号基本上与 WiFi 使用的 RF 频段相同）。

当电缆中的射频信号沿其传输时，如果它遇到传输线的阻抗不匹配，则部分信号将反射回源。这非常糟糕，因为这意味着功率损失（信号衰减）并且由于反射在电缆中反弹和第四次反弹，您可能会出现失真。为确保不会发生这种情况（或至少降低可能性），我们将特定电路中的所有电缆、终端、驱动器、电子设备设计为具有相同的特性阻抗，从而允许信号从驱动器传输到接收器最小的反射。

为了达到这个特性阻抗，我们需要两件事，首先是电缆中的电感，其次是电缆和地之间的电容。它们各自呈现相反极性的复阻抗，因此聚集在一起形成实阻抗 - 什么值取决于技术，例如 100Ohm 差分阻抗是常见的，而 50Ohm 单端阻抗是常见的。因此，您需要电线和地线来设置此阻抗。现在你不能只拥有任何旧的地线，你需要设置它，以便电缆和地面之间的电场产生正确的电容。此外，如果您有差分信号，则需要每条线的阻抗以及差分阻抗（两条信号线之间）都为特定值。

在 PCB 布局中，您有不同的技术，但主要的技术称为“微带”。基本上在接地层和 PCB 之间，PCB 材料具有介电特性，从而形成所需的电容。然后，您选择走线的宽度以获得正确的电感来创建您的特性阻抗。

对于电缆，有不同的方法。一个例子是同轴电缆，其中每条信号线都有自己的屏蔽层，用作接地层。由于对称性，很容易计算出电缆的阻抗并设计具有正确尺寸的东西。然而，同轴电缆体积庞大，而且很难制作非常小的同轴电缆，尤其是当您使用差分信号时（双同轴电缆很痛苦！）。因此，他们所做的是使用两条电缆（有时采用双绞线布置，以实现双绞线之间的最大耦合）来传输您的差分信号。但正如在某些应用中提到的，您需要更多，您需要对地以及电缆之间的特性阻抗。因此，您还需要为该对布线一个接地层。有不同的方法可以做到这一点，

特别是在 SATA 中，它们将接地安排在每个信号对的任一侧（中间的一个是共享的），并且通过仔细规划，它们达到了特性阻抗。

希望关于是可以理解的，它实际上是电子工程中一个相当复杂和广阔的领域。

先前的答案描述了为什么传输线效应可能需要电缆中的多条接地线，但即使在传输线效应微不足道的较低频率下，您也可能希望在接口电缆上包含多个接地线。关键原因是尽量减少干扰和串扰。

来自磁场的干扰取决于信号线和地线之间的回路面积，其返回电流流动。如果在 1" 宽的带状电缆中只有一个接地，那么最远的信号线至少相距 1/2"，甚至可能接近 1"（在低速数字系统中这种设计并不常见）。这就形成了一个环路1/2" x L 的区域，杂散磁信号可以通过该区域耦合到信号线中。通过放置多条地线，可以减少信号线和地之间的最大间隔，减少环路面积，从而减少磁干扰。

类似地，两个信号之间的磁串扰取决于从信号到地线的环路中的重叠。当两条信号线在带状电缆中共用一根地线时（例如），它们的环路将显着重叠。

这实质上形成了一个很长、很细的空心变压器，将信号从一条线路耦合到另一条线路。同样，通过增加地线的数量，您可以最小化这些重叠环路的面积，甚至消除它们，从而减少信号之间的串扰。

即使信号频率足够低而不必担心另一个答案中描述的传输线效应，这两种效应通常都可以证明使用多个接地是合理的。

高速数据线以及大多数模拟线通常以差分方式运行以避免干扰（内部和外部）。

这意味着要么线路匹配阻抗，要么它所使用的电路与接地干扰隔离。实际上，这两者都意味着更少的噪音和干扰。

例如，参见带有多对双绞线的典型以太网电缆（UTP 最常见） 。双绞线意味着它们之间的距离几乎总是相同的。另一个例子是一些 VHF/UHF 电视天线，它通常有一根扁平电缆，每侧都有一根电线。这种扁平电缆的制造方式是为了保持电线之间的距离不变。这意味着电线中的阻抗恒定，这意味着更少的反射，更少的电磁波速度变化（并且每个频率倾向于以不同的速度滞后，导致失真），信号的平滑度更低并且来自外部源的干扰更少（电线就像天线一样通过他们自己）。

这些对于高速和模拟信号特别重要，在这些信号中，信息可能会因非常小的干扰而被破坏。

除了其他答案中提到的因素外，带状电缆可能在相邻电线之间具有显着的寄生电容。在下面的示例中，三个发生器试图在电缆的导线上输出方波（其末端有接地），但生成的波形非常糟糕，以至于连接到 NODE2 的设备可能会看到一些虚假的转换。如果电缆在每根电线之间都包含接地，则可能会增加电容负载（从而导致波形更加“圆润”，但基本上会消除电容串扰。

^{模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图}